Door toegenomen kennis, gunstige wetgeving en dalende prijzen is windenergie sinds het jaar 2000 snel gegroeid. Dit omvat zowel onshore als offshore turbines. In het artikel leert u gedetailleerd het principe van windenergieomzetting, te beginnen met de basis, bijvoorbeeld wat is de definitie van windenergie en voorbeelden om het beter te begrijpen.
Wat is windenergie? Is windenergie hernieuwbaar?
Het benutten van wind om mechanische energie of elektriciteit op te wekken, wordt windenergie genoemd. Windturbines zijn apparaten die de kinetische energie van de wind benutten en omzetten in mechanische energie. Een generator kan deze mechanische energie vervolgens omzetten in elektriciteit voor algemeen gebruik of voor een specifiek doel, zoals het malen van graan of het oppompen van water.
Omdat het wordt gegenereerd door steeds weer nieuwe natuurlijke processen, wordt de wind beschouwd als een hernieuwbare energiebron. Het is een van de eerste vormen van energie die door de mensheid werd gebruikt, en nu is het de meest bekende en effectieve hernieuwbare energieoptie die beschikbaar is. Dus, het is een ja op de vraag of windenergie hernieuwbaar is. Laten we hierna meer leren over het principe van windenergieomzetting.
Wat is het basisprincipe van windenergieomzetting?
In principe zijn er twee fundamentele fysische principes waarmee windenergie uit de wind kan worden gewonnen. Dit kan door middel van luchtweerstand, liftkracht of een combinatie van beide . Het verschil tussen lift en luchtweerstand wordt geïllustreerd door het verschil tussen een Bermuda-tuigage, het bekende driehoekige zeil dat met de wind meebuigt en een zeilboot in staat stelt dwars op de wind of licht tegen de wind in te varen, en een spinnakerzeil, dat zich als een parachute vult en een zeilboot met de wind meetrekt.
De luchtweerstand is de meest voor de hand liggende manier om stuwkracht te genereren; deze krachten worden gevoeld door een object of een persoon die aan de wind is blootgesteld. De liftkracht daarentegen is de meest efficiënte manier om stuwkracht te genereren, maar omdat deze subtieler is dan de luchtweerstand, wordt de liftkracht minder goed begrepen. Dit zijn de basiseigenschappen die de luchtweerstand en de liftkracht kenmerken.
- De sleepkracht zit in de richting van de luchtstroom terwijl de liftkracht loodrecht in de richting van de luchtstroom.
- Wanneer er liftkracht ontstaat, ontstaat er een bepaalde hoeveelheid luchtweerstand.
- Over het algemeen zijn hefwerktuigen efficiënter dan sleepapparaten. Dit had je moeten helpen het principe van windenergieomzetting te begrijpen.
Wat is de nauwkeurige definitie van windenergie en wat zijn de voorbeelden?
Nadat we het principe van windenergieconversie hebben begrepen, gaan we kijken naar de definitie en voorbeelden van windenergie. De definitie van windenergie stelt simpelweg dat windenergie duurzaam is omdat het schoon, hernieuwbaar en overvloedig is. Windturbines zetten dagelijks overal ter wereld de energie van de wind om in elektriciteit. Schone, hernieuwbare energie uit de wind wordt steeds belangrijker als wereldwijde energiebron.
Windenergie kan worden omgezet in bruikbare elektriciteit dankzij de uitvinding van windturbines. Wanneer de wind waait, draaien de bladen met de klok mee, waardoor er energie wordt opgewekt voor de turbine. Hierdoor gaat de primaire as van de windturbine, gekoppeld aan een tandwielkast in de gondel, draaien. De windenergie wordt van de tandwielkast overgebracht naar de generator. Vervolgens treedt een transformator in werking om de spanning van de elektriciteit om te zetten, zodat deze compatibel is met de rest van het net.
Voorbeelden van windenergie zijn:
Windparken worden doorgaans gebruikt om windenergie op te wekken. Windparken op land worden vaak gebruikt voor andere doeleinden, zoals het laten grazen van dieren. Sommige liggen op zee, wat betekent dat ze boven water liggen.
- Het eerste windmolenpark dat ooit werd gebouwd, was in New Hampshire. Het is te vinden op de top van Crotched Mountain in deze staat. US Wind power, de ontwikkelaars, installeerden 200 windturbines met een gecombineerde productiecapaciteit van 600 kW.
- Alta Wind Energy Center, vaak bekend als de Mojave-windpark, is 's werelds op één na grootste onshore windenergiefaciliteit. Het heeft 600 turbines met een aanzienlijke uitbreiding gepland. Het kan op dit moment 1,550 MW produceren en dat aantal kan stijgen tot 3,050 MW met toekomstige uitbreiding. De locatie is verstandig gepositioneerd in de Tehachapi Pass in Californië, tussen San Joaquin en de Mojavewoestijn, en is erg winderig.
- Momenteel Walney is 's werelds grootste offshore windpark. Het ligt in de Ierse Zee voor de kust van Cumbria, Engeland. Het heeft een enorme capaciteit van ongeveer 659 MW aan stroom. Het voorziet 600,000 huishoudens van stroom.
- China is nu bezig met de bouw van de Windpark Gansu. De bouw van het enorme onshore windpark is begonnen in de woestijn, niet ver van de provincie Jiuquan. Tegen 2020 hopen we dit project te hebben afgerond. De beoogde output van de faciliteit is 20 gigawatt.
Lees ook: 5 belangrijke voor- en nadelen van waterkrachtenergie
Welke soorten windenergie zijn er?
De wind is theoretisch gezien een vorm van zonne-energie omdat het wordt gecreëerd door de ongelijkmatige verwarming van de atmosfeer door de zon, de onvolkomenheden van het oppervlak van de planeet en de rotatie van de aarde. De kinetische energie van de luchtstromen rond de planeet wordt benut door windturbines, die vervolgens worden omgezet in elektriciteit. Kort gezegd gebruiken windturbines de rotatie van de bladen om elektriciteit op te wekken door een generator te laten draaien. De bladen van een windturbine worden gedraaid door de wind, die op zijn beurt een as laat draaien die aan een generator is bevestigd.
Afhankelijk van de locatie van de windturbines zijn er momenteel twee verschillende soorten windenergie.
1. Windenergie op land: Door de wind op te vangen in windmolenparken op land, wordt elektriciteit opgewekt. Hiervoor worden windturbines geplaatst die de kinetische energie van de wind omzetten in bruikbare energie die vervolgens aan het elektriciteitsnet wordt geleverd.
2. Windenergie op zee: Dit type windenergie wordt opgewekt door gebruik te maken van de kracht van de wind die op volle zee ontstaat . Op zee bereikt de windenergie een constantere en hogere snelheid dan op land. Dit komt doordat er op volle zee geen obstakels zijn. Om deze energiebron optimaal te benutten, worden megastructuren geïnstalleerd. Deze structuren staan op de zeebodem en zijn uitgerust met de nieuwste technologische innovaties.
Wat zijn enkele toepassingen van windenergie?
Windenergie is een zeer populaire vorm van hernieuwbare energie en wordt in veel sectoren gebruikt. Dit zijn enkele toepassingen van windenergie-
- Opwekking van windenergie: Het opwekken van elektriciteit is een veelvoorkomende toepassing van windenergie. Een windturbine wordt gebruikt om de kinetische energie van de wind om te zetten in bruikbare elektriciteit. De wind laat de bladen van de turbine draaien, die een generator laat draaien, die op zijn beurt stroom genereert.
- Vervoer: Windenergie kan ook worden ingezet in de transportsector. Windenergie wordt al duizenden jaren door beschavingen gebruikt om te zeilen. Zeilen zou in zijn moderne vorm al rond 5000 v.Chr. hebben bestaan, volgens het beschikbare bewijs. In de moderne tijd hebben we zowel kleine als grote schepen gezien die alleen met de kracht van de wind konden zeilen.
- Voedsel produceren: De oogst van gewassen maakt al lang gebruik van windenergie. Windmolens werden vaak gebruikt om graan tot meel te malen voordat er moderne industriële maalmachines kwamen.
- Water oppompen: Naast de eerder genoemde toepassingen kan een windpomp ook worden gebruikt om water te pompen met alleen windenergie. Hoewel ze lijken op klassieke windmolens, worden moderne windpompen gebruikt om water te verplaatsen in plaats van graan.
- Sport of windsport: Windsporten zijn een leuke manier om windkracht in te zetten. Enkele sporten die de kracht van de wind benutten zijn: Windsurfen is een type zeilen waarbij een mast en zeil aan een surfplank zijn bevestigd, waarop de zeiler staat om te sturen. Zeilen is een meer conventionele toepassing van windkracht en wordt gebruikt in competitieve sporten waarbij individuen of teams tegen elkaar racen.
Zie ook: 10 voor- en nadelen van oceaanenergie
Wat zijn de voordelen van windenergie?
De voordelen van windenergie zijn als volgt:
- Windenergie is een groene energiebron: Het proces begint met een windturbine die door de wind wordt aangestuurd. De kinetische energie van de structuur uit de wind laat een generator draaien om stroom te produceren. Alle winden behalve de lichtste kunnen door de huidige windturbines worden omgezet in elektriciteit. Windenergie draagt niet bij aan de opwarming van de aarde omdat het geen broeikasgassen uitstoot tijdens het elektriciteitsopwekkingsproces.
- Wind is een duurzame bron van elektriciteit: Windenergie heeft ook het extra voordeel dat het een duurzame energiebron is. Het wordt gegenereerd door de wind, een hernieuwbare bron die nooit uitgeput raakt. Het komt uit een niet-uitputbare bron en heeft nul koolstofemissies. Windenergie is in sommige opzichten analoog aan zonne-energie.
- Windenergie heeft lage exploitatiekosten: In tegenstelling tot sommige andere energiebronnen, de brandstofkosten voor het opwekken van elektriciteit uit wind zijn nul. Onderhoud is de enige significante doorlopende uitgave nadat de windturbine is geïnstalleerd. De wind is een schone, hernieuwbare en kosteneffectieve oplossing, aangezien de wereld in de toekomst de elektriciteitsopwekking koolstofvrij maakt.
Wat zijn de nadelen van windenergie?
De nadelen van windenergie zijn als volgt:
- Windturbines vormen een bedreiging voor verschillende diersoorten: Als het om wilde dieren gaat, kunnen windturbines verwoestend zijn. Vleermuizen en vogels worden erdoor geraakt en hun sonarsystemen kunnen de turbines niet omzeilen. Hoewel trekvogels en soorten met een lage voortplantingssnelheid bijzonder kwetsbaar zijn, onderzoeken wetenschappers nieuwe oplossingen om de bedreiging voor deze dieren te beperken.
- Windturbines kunnen een brullend geluid produceren: Mechanisch geluid van de generatoren in de turbines wordt toegevoegd aan het aerodynamische geluid van de bladen die door de lucht snijden. Hoewel het geluid effect kan hebben op de wilde dieren, zul je het meestal pas opmerken als je er zelf bij bent.
- Locatie is een beperkende factor voor windenergie: Windenergie is geen universele oplossing. De investering is alleen zinvol op locaties met een sterke en consistente wind. Wind waait niet altijd, zelfs niet op de best mogelijke locaties, zoals aan de kust, op een heuveltop of in een wijd open veld. Intermittency beschrijft hoe de energieproductie afneemt of helemaal stopt wanneer de windsnelheid afneemt of afneemt.
Lees ook: Voordelen en nadelen van getijdenenergie
Zijn er beperkingen bij de omzetting van windenergie?
Als u zich afvraagt of er beperkingen zijn aan de omzetting van windenergie, dan ja, er zijn ook bepaalde beperkingen aan windenergie. Enkele van de beperkingen zijn als volgt:
- Wind kan alleen met een bepaalde snelheid reizen, het verminderen van de hoeveelheid kinetische energie die daaruit gehaald kunnen worden.
- Wind snelheid varieert door de tijd heen. Omdat de veranderingssnelheid inconsistent is, kan het niet worden gebruikt om op betrouwbare wijze energie op te wekken. Het ligt buiten ieders macht.
- Het duurt lang voordat er een aanzienlijke hoeveelheid energie uit windenergie wordt gewonnen.
- Als je windenergie wilt benutten, moet je veel ruimte creëren om windmolenparken op te zetten. Wanneer een groot gebied wordt verbruikt, verandert het de omgeving. Als gevolg hiervan gaan de productiekosten omhoog.
- Lage windsnelheden verhinderen dat u voldoende stroom opwekt.
- Windenergie is vatbaar voor seizoens- en klimaatschommelingenHelaas is windenergie niet altijd beschikbaar.
Dus, wat is de conclusie?
In de toekomst zal windenergie meer dan 35% van de elektriciteit ter wereld genereren, wat het de primaire energiebron maakt. Bijna een kwart van de jaarlijkse wereldwijde CO2-emissiereducties die nodig zijn in 2050, kan worden bereikt door deze strategie te implementeren. Volgens een recent onderzoek van de Global Wind Energy Council heeft de hernieuwbare energiesector als geheel het potentieel om in de loop van de komende vijf jaar tot 3,3 miljoen banen toe te voegen.
Deze blog probeert licht te werpen op wat windenergie is, de definitie en voorbeelden van windenergie, is windenergie hernieuwbaar, soorten windenergie, toepassingen van windenergie, voordelen van windenergie, nadelen van windenergie, voorbeelden van windenergie, het principe van windenergieomzetting, beperkingen van windenergieomzetting, en dergelijke. Het is noodzakelijk om verschillende aspecten van verschillende energiebronnen te begrijpen, zodat u op de hoogte blijft van de veranderende trends in de energiesector in de wereld.
Aanbevolen: Welke typen windturbines met horizontale as zijn er?
